【正文】 途設(shè)計的；專用型單片機(jī)是 針對一類產(chǎn)品甚至某一個產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)的，例如為了滿足電子體溫計的要求，在片內(nèi)集成 ADC 接口等功能的溫度測量控制電路。只因為單片機(jī)的通過你編寫的程序可以實現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性。 單片機(jī)是靠程序?qū)崿F(xiàn)功能的，并且可以修改。而美國 ATMEL公司開發(fā)生產(chǎn)了新型的 8 位單片機(jī) —— AT89 系列單片機(jī)。單片機(jī)的優(yōu)點是體積 小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)，對環(huán)境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活性好，開發(fā)較為容易。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機(jī)。軟件設(shè)計中，完成了功能選擇、倒計時。 它是一種集計數(shù)和多界面于一體的微控制器，被廣泛應(yīng)用在智能產(chǎn)品和工業(yè)自動化上，本次畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)是設(shè)計一個可以解決籃球比賽時 記分 與計時準(zhǔn)確問題的籃球比賽記分牌，包括硬件設(shè)計和軟件。此裝置利用低功耗、高性能 CMOS8位微控制器 單片機(jī) AT89S52,完成計時和 記分 的功能 ,采用該裝置可根據(jù)實際情況進(jìn)行比分的修改和時間的準(zhǔn)確顯示。本文還包括通過單片機(jī)實現(xiàn)籃球記分牌功能的整個設(shè)計流程，采用 C 語言編寫程序。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。例如， 80C51系列單片機(jī)已有十多年的生命期，如今仍保持著上升的趨勢，就充分證明了這一點。他不但具有一般 MCS51 單片機(jī)的所有特性，而且還擁有一些獨特的優(yōu)點，此次設(shè)計中所用到的 AT89S52 就是其中典型的代表。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能。 單片機(jī)的分類 單片機(jī)作為計算機(jī)發(fā)展的一個重要領(lǐng)域，應(yīng)用一個較科學(xué)的分類方法。 總線型 /非總線型這是按單片機(jī)是否提供并行總線來區(qū)分的。 顯然，上述分類并不是惟一的和嚴(yán)格的。單片機(jī)極高的可靠性，微型性和智能性（我們只要編寫不 同的程序后就能夠完成不同的控制工作），單片機(jī)已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具，已經(jīng)深深地滲入到我們的日常生活當(dāng)中。該系統(tǒng)具有賽程定時設(shè)置，賽程時間暫停，及時刷新甲、乙雙方的成績以及賽后成績暫存等功能。 (2) 可以了解到 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及這種顯示器的界面實例與具體連接與編程方法。 ，并且能夠加減功能。 INTEL公司將 MCS51 的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其他公司，所以有很多公司在做以 8051 為核心的單片機(jī)，當(dāng)然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中 AT89S52 它是由美國 ATMEL公司開發(fā)生產(chǎn)的。它是一個低功耗高性能單片機(jī)， 40 個引腳， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 2 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， AT89S52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接 +5V電源的正負(fù)端。空閑方式停止 CPU的工作，但允許 RAM，定時／計數(shù)器。作為輸出口用時．每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫“ 1”時，可作為高阻抗輸入端用。對 P1 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 引腳號第二功能： T2（定時器 /計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在 系統(tǒng)編程 用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口： P2 口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 Flash 編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和一些控制信號。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89S52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 對于 89S52，如果 EA 接 VCC，程序 讀寫先從內(nèi)部存儲器（地址為 0000H～1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為： 2020H~FFFFH。 當(dāng)一條指令訪問高于 7FH 的地址時，尋址方式?jīng)Q定 CPU訪問高 128 字節(jié)RAM 還是特殊功能寄存器空間。 MOV R0 , data 堆棧操作也是間接尋址方式。如圖 23 所示： 圖 23 AT89S52中斷源 外部中斷：外部中斷包括外部中斷 0 和外部中斷 1。 脈沖方式的中斷請求信號則是脈沖的負(fù)跳變有效。若脈沖信號為來自 T0/、 T1/、T2/ 的外部脈沖信號，則計數(shù)脈沖的個數(shù)僅僅反映外部脈沖輸入的多少，稱為計數(shù)方式。 串行中斷：串行中斷是為串行通信的而需要設(shè)置的。 AT89S52 的極限參數(shù) 表 21 AT89S52的極限參數(shù) 顯示器及其界面 顯示器介紹 顯示器是最常用的輸出設(shè)備，其種類繁多，但在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計中最常用的是發(fā)光二極管顯示器（ LED）和液晶顯示器（ LCD）兩種。 液晶顯示器分很多種類，按顯示方式可分為段式，行點陣式和全點陣式。液晶成本較高，面積無法做得很大，但圖像質(zhì)量很好，適合做顯示器。 結(jié)構(gòu)與原理 圖 25 為本次設(shè)計應(yīng)用的數(shù)碼管之一： 圖 24 4位一體共陰極數(shù)碼管 如上圖 24， LED 顯示器又稱為數(shù)碼管， LED 顯示器 由 8 個發(fā)光二極管組成。 圖 25 共陰與共陽極 LED顯示器 本次設(shè)計選用的是共陰極三位一體和帶時間四位一體數(shù)碼管。即把 8 個 發(fā)光二極管陰極連在一起。當(dāng)二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合而顯示的各種字符。 下表 22 列出了共陽極與共陰極 LED 顯示器顯示數(shù)字、字母與顯示代碼之間的對應(yīng)關(guān)系： 表 22 代碼對應(yīng)表 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 0 3FH C0 8 7FH 80H 1 06H F9 9 6FH 90H 2 5BH A4 A 77H 88H 3 4FH B0 B 7CH 83H 4 66H 99H C 39H C6 5 6DH 92H D 5EH A1H 6 7DH 82H E 79H 86H 7 07H F8 F 71H 8EH LED 顯示器及顯示方式 點亮 LED 顯示器有兩種方式：一是靜態(tài)顯示；二是動態(tài)顯示。 這種電路的優(yōu)點在于：在同一時間可以顯示不同的字符；但缺點就是占用端口資源較多。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。但如果要顯示不同字符，則要借助位選碼來控制。為了使顯示效果更加穩(wěn)定，可以使每個數(shù)碼管顯示的數(shù)字不斷的重復(fù)，但其中重復(fù)頻率達(dá)到了一定的程度的時候，加之人眼睛本身的視覺暫留效果的作用，便可以看到相當(dāng)穩(wěn)定的“ 567”三個數(shù)字。當(dāng) OE 為高電平時， Q0～ Q7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。 引出端符號： D0～ D7 數(shù)據(jù)輸入端 OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效） LE 鎖存允許端 Q0～ Q7 輸出端 74HC373 的真值表： 表 23 74HC373真值表 Dn LE OE On H H L H L H L L X L L QO X X H 高阻態(tài) 報警器 報警器簡介 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用 直流電壓 供電，廣泛應(yīng)用于 計算機(jī) 、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報警器、 電子玩具 、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、 定時器 等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲 器件 。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號 電流 通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生 磁場 。 穩(wěn)壓電源模塊A T 8 9 S 5 2單 片 機(jī)蜂 鳴 報 警獨 立 鍵 盤計 時 顯 示 模 塊計 分 顯 示 模 塊 圖 31系統(tǒng)框圖 本系統(tǒng)采用單片機(jī) AT89S52 作為本設(shè)計的核心元件。賽程計時 采用倒計時方式。其中 4 個用于輸入甲、乙兩隊的分?jǐn)?shù)；另外 4 個則用于完成設(shè)置、調(diào)整、 啟動和暫停賽程時間、比分中場調(diào)換等功能。 內(nèi)部存儲器容量有限 。它輸出固定的正電壓。 C2 為 f 用來減少由于負(fù)載電流瞬時變化而引起的高頻干擾。這次設(shè)計采用內(nèi)部震蕩方式。 振蕩電路如下圖 35 所示 圖 35系統(tǒng)時鐘振蕩電路 如圖 35，外接石英晶體或者陶瓷諧振器以及電容 C1， C2 接在放大器的反饋電路中構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。主要功能是把系統(tǒng)初始化，當(dāng)程序運行錯誤或者進(jìn)入死循環(huán)的時候，為擺脫困境，可以按復(fù)位鍵以重新啟動。獨立式鍵盤的工作過程 與矩陣式鍵盤類似，無論是硬件結(jié)構(gòu)還是軟件設(shè)計都比較簡單。適用于所需按鍵比較少的場合。當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為高電平時，該端所連接的字符導(dǎo)通并發(fā)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或者字符。從理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形和文字的各個點所在位置對應(yīng)的 LED 器件發(fā)光，就能得到結(jié)果。 下圖 39 為 LED 顯示器動態(tài)顯示電路原理圖。報警電路的基本 工作過程就是如此。 Altium designer winter09 的原理圖繪圖界面如下圖 311： 圖 311 Altium designer winter09 的原理圖繪圖界面 Altium designer winter09 的 PCB 制作界面如下圖 312： 圖 312 Altium designer winter09 的 PCB制作界面 電子記分牌的工作過程 整個籃球電子記分牌的工作過程如下： 首先在比賽之前，接通電源，系統(tǒng)自動復(fù)位，此時 計時顯示的共陰極數(shù)碼管顯示初始值 1200 記分 顯示中的共陰極數(shù)碼管全部顯示為 000；我們也可以按照比賽的需要使用 KEY5 來設(shè)定比賽時間的十位數(shù)，用 KEY1 和 KEY2 調(diào)節(jié)數(shù)字大小，例如比賽上半場時間只是需要 20 分鐘，則按下 K5 鍵，計時的數(shù)碼管 1（即顯示時間的十位數(shù)碼管）閃爍；再按下 KEY1 或者 KEY2 鍵，調(diào)節(jié)比賽時間的十位數(shù)的大小，調(diào)節(jié)結(jié)束之后再按下 KEY5 鍵，計時的數(shù)碼管 1 不再閃爍，調(diào)節(jié)結(jié)束。此時再重新設(shè)定比賽時間，蜂鳴報警停止。下半場的流程和上半場基本上是一樣的。 開發(fā)環(huán)境介紹 C 語言特點簡介 C 語言是一種 計算機(jī)程序設(shè)計語言 。它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計語言，編寫系統(tǒng) 應(yīng)用程序 ，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計語言，編寫不依賴計算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。高級語言是目前絕大多數(shù)編程 者的選擇，和匯編語言相比，它不但將許多相關(guān)的機(jī)器指令合成為單條指令，并且去掉了與具體操作有關(guān)但與完成工作無關(guān)的細(xì)節(jié)，例如使用堆棧、寄存器等，這樣就大大簡化了程序中的指令。 C 語言特點： （ 1） C 是高級語言。結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點是 代碼 及數(shù)據(jù)的分隔化，即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨立。具有各種各樣的 數(shù)據(jù)類型 ，并引入了 指針 概念，可使程序效率更高。 C 語言對編寫需要硬件進(jìn)行操作的場合，明顯優(yōu)于其他高級語言，有一些大型 應(yīng)用軟件 也是用 C 語言編寫的。 另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 程序流程圖如下圖 42 所示： 定 時 器 顯 示 默 認(rèn) 值 、 甲 乙 分 數(shù) 清 零倒 計 時 開 始 計 時啟 動 鍵 是 否 按 下 ？設(shè) 置 定 時開 始定 時 時 間 是 否 到 ？對 應(yīng) 的 甲 乙 兩 隊 分 數(shù) 加 減蜂 鳴 報 警甲 乙 兩 隊 分 數(shù) 交 換分 數(shù) 交 換 鍵 是 否 按 下 ？YYYYYNNNNN暫 停 鍵 是 否 按 下 ？分 數(shù) 加 減 鍵 是 否 按 下 ？ 圖 42 系統(tǒng)程序流程圖 主要程序及其注釋 主程序 在主程序中，可以清晰看到，初始化結(jié)束之后就檢測按鍵程序并且數(shù)碼管一直顯示，一個小細(xì)節(jié)是當(dāng)時間分鐘設(shè)定或者時間秒鐘設(shè)定被選擇之后我們設(shè)定此時計時中 斷，蜂鳴器報警也停止。 seg_dis